NI將多個專利技術集成到這些模塊化儀器中，確保它們的性能處在業(yè)內的最高水平，同時為一些要求較高的應用提供可靠的測量質量。 這些技術包括:

　　? 同步內存核心(SMC)

　　? 用于模塊化儀器的NI-TClk定時與同步技術

　　? 用于多功能數據采集的NI-STC3定時與同步技術

　　? 用于數據采集的NI-MCal校準算法

　　同步內存核心(SMC)

　　現今最新的電子設計功能集成度越來高，且模擬與數字技術的交叉越來越深入。 設計、原型開發(fā)和測試這些系統(tǒng)往往涉及視頻、音頻和數據的混合，如最新一代的無線手機和機頂盒測試，都要求數字和模擬采集/生成硬件緊密集成，且它們的基帶采樣率、失真度和定時功能相互匹配。而那些時序各異且模擬性能不匹配的獨立模擬和數字儀器系統(tǒng)將不再適用。此外，由于這些儀器設備在全球各地晝夜運行制造，對于要求穩(wěn)定的、高通量的功能測試而言，需要儀器系統(tǒng)能夠在較大的溫度范圍內保持性能參數的穩(wěn)定性和一致性。

　　NI設計了同步內存核心(SMC)，它作為高速模塊化儀器套件的通用架構，可以解決測試功能高度集成設備所帶來的挑戰(zhàn)。 對于集成混合信號原型及測試系統(tǒng)重要SMC特性有

　　? 靈活的輸入和輸出信號傳輸核心

　　? 最大可擴展至每通道512 MB的高速板載內存

　　? 精確的定時和同步引擎

　　SMC架構的核心是一個FPGA控制器，即作為儀器“CPU”的數據流FPGA(DataStream FPGA，DSF)。它處理各種指令，接收觸發(fā)和鎖定信號，實現外部信號路由，以及管理儀器和上位機之間的波形傳輸。

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　　Figure 3. SMC Architecture

　　基于NI T-Clock技術，實現模塊化儀器的定時和同步功能

　　由于單臺儀器上激勵/響應通道數量有限以及/或對混合信號激勵/響應通道的需求，許多測試和測量應用需要多臺儀器的定時與同步。 例如，一個示波器可能最多有四個通道，而單個信號發(fā)生器最多有兩個通道。 從電子行業(yè)的混合信號測試，到科學研究中的激光光譜學等應用，都需要用于更高的計數通道的定時和同步，和/或將數字輸入和輸出通道與模擬輸入和輸出通道相關。

　　PXI平臺，尤其是機箱，具有集成的定時和同步功能，能夠使PXI模塊保持一致性。 即便如此，分配時鐘和觸發(fā)器以實現高速同步的設備仍具有挑戰(zhàn)性。在多臺測量設備之間進行協同作用時，所造成的時間延遲和時序的不確定性會給同步造成巨大的阻礙，這一點在高速測試系統(tǒng)中尤其明顯。這些問題，往往在最初的系統(tǒng)設計中被忽視，但最終會限制同步系統(tǒng)的速度和精度。 在分配時鐘和觸發(fā)器時出現的兩個主要問題就是偏移和抖動。

　　NI開發(fā)了一個正進行專利申請的技術來解決同步問題，即使用另外一個信號-時鐘域來確保采樣時鐘信號的對齊以及觸發(fā)信號的分配和接收。 NI T-Clock(NI-TClk)技術具有雙重目標:

　　? 對齊采樣時鐘(盡管它們已經被鎖相到10 MHz參考時鐘，但相位是不一定對齊的。)

　　? 啟動同步設備的精確觸發(fā)

　　PXI Express機箱的設計能夠實現最大100 ps的槽口間偏移，適用于大多數應用。 NI-TCLK技術可以將偏移降低到小于10 ps，使高速模塊化儀器實現更緊密的多通道相位相干。

　　NI-TClk同步功能靈活且應用范圍廣，可以用于以下案例:

　　? 使用NI PXI-665x和NI PXIe-667x系統(tǒng)定時和控制模塊，將同步從單個PXI機箱擴展至多個PXI機箱，從而滿足高通道數系統(tǒng)的需求。

　　? 同相和異相同步—設備采用內部或外部采樣時鐘，在相同或不同的采樣率下運行

　　NI-TClk同步的目的是使設備在同一時間內響應觸發(fā)。 “同時”是指在相同采樣時段內，采樣時鐘保持統(tǒng)一。 每個設備生成一個從采樣時鐘衍生而來的觸發(fā)時鐘即完成了NI-TClk同步。 觸發(fā)與TClk脈沖是同步的。一個設備接受一個來自外部信源的觸發(fā)，或者在內部生成一個觸發(fā)，然后在一個TClk下降沿時將此信號傳送給包括它自己在內的所有設備。在下一個TClk上升沿，所有的設備對觸發(fā)做出反應。

　　用于多功能數據采集的NI-STC3定時和同步技術

　　NI-STC3定時和同步技術提升了NI X系列多功能DAQ設備的性能水平。 這項技術支持高級數字、定時、觸發(fā)、同步、計數器/定時器和總線主控功能。

　　一個可重觸發(fā)的任務是指每當一個特定的觸發(fā)事件發(fā)生時，執(zhí)行指定操作的測量任務。 之前的同步和定時技術只能夠重觸發(fā)計數器的操作，為其它任務提供可重觸發(fā)的采樣時鐘，但同時也會導致代碼相當復雜。 如今的NI-STC3技術可使采集和生成任務具備內在的可重觸發(fā)功能。

　　NI-STC3技術還提供了一個更快速的100 MHz時基，取代了之前用于許多計數器應用設備上的80 MHz時基。 與之前的設備中使用的20 MHz時基相比，100 MHz時基還可用來生成模擬和數字采樣或更新速率。 生成時鐘的速率有了5倍的提升，現在可以極大地接近用戶所要求的速度，生成任意采樣率。 此外，更快的時基和改進的設備前端減少了觸發(fā)和初次采樣時鐘沿之間的時間間隔，這將提高設備對觸發(fā)的響應能力。

　　緩沖計數器輸入功能采用NI-STC3技術，改善了之前產品在緩沖期和頻率測量方面的性能。 雖然可以繼續(xù)選擇內置隱含的定時類型，用戶現在還可以選擇采樣時鐘。當使用采樣時鐘作為定時類型時，您可以通過同時對采樣時鐘上升沿出現之前的內部觸發(fā)式時基(通過內置計數器計數)和未知的中藥信號進行計算，來設置緩沖頻率和周期測量。但是，采樣時鐘是一個您必須要指定和創(chuàng)建的信號。然后您可以在下一個采樣時鐘沿出現前，通過計數來對內部時基分頻為合適的頻率。

　　NI-STC3技術還為X系列設備上的數字I/O和可編程功能輸入(PFI)線路提供了多種功能，包括可編程上電狀態(tài)、看門狗定時器、事件檢測和新型PFI過濾功能。

　　NI-STC3技術可以實現比以往更高級的模擬、數字和計數器操作。 此外，現在可以獨立執(zhí)行之前需要額外板載資源或編程困難的應用，且NI-DAQmx代碼也更少。